JP4975872B1 - 多軸加工機用速度制御機能を有する数値制御装置 - Google Patents
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Abstract
【課題】速度指令は、ワークと工具先端点の相対的移動距離と回転軸によるワークに対する工具方向の相対的変化による工具方向変化距離との合成距離に対応する合成速度とする合成速度制御部を有する数値制御装置を提供すること。
【解決手段】工具先端点経路を指令してその工具先端点経路を速度指令に基づいて加工する工具先端点制御において、工具姿勢の回転を考慮して工具方向変化距離を算出し、これより工具先端点経路を速度指令にしたがって、各制御軸の補間をし、ワークに対する工具方向を相対的に変化させながら加工する多軸加工機を制御する数値制御装置。
【選択図】図８
【解決手段】工具先端点経路を指令してその工具先端点経路を速度指令に基づいて加工する工具先端点制御において、工具姿勢の回転を考慮して工具方向変化距離を算出し、これより工具先端点経路を速度指令にしたがって、各制御軸の補間をし、ワークに対する工具方向を相対的に変化させながら加工する多軸加工機を制御する数値制御装置。
【選択図】図８
Description
本発明は、テーブルに取付けられたワーク（加工物）に対して少なくとも３軸の直線軸と少なくとも１軸の回転軸によって前記ワークに対する工具方向を相対的に変化させながら加工する多軸加工機を制御する数値制御装置に関する。
特許文献１には、回転テーブルを持つ機械においてテーブルと共に回転する座標系（ここではテーブル座標系と呼ぶ）で直線軸の工具先端点経路を指令し、その工具先端点経路を速度指令に基づいて補間して工具先端点経路の補間位置情報を得、回転軸の移動指令を補間して回転軸の補間位置情報を得、回転軸の補間位置情報に基づいて直線軸の補間位置情報を補正し、直線軸の補正された補間位置情報と、回転移動軸の補間位置情報に基づいて対応する各軸のサーボを駆動する技術が開示されている。
つまり、図１において１つの回転軸のＡ軸および他の回転軸のＢ軸でテーブルが回転し、直線軸Ｘ，Ｙ，Ｚ軸で工具ヘッドが移動する機械を例に説明すると、速度指令とともにテーブル座標系で工具先端点経路が指令され、また回転軸に対する移動が指令される。図１では、工具先端点経路始点でのテーブル座標系をＸ１，Ｙ１で示し、工具先端点経路終点でのテーブル座標系をＸ２，Ｙ２で示し、回転軸はＡ軸のみ移動する状態を示している。テーブル座標系原点はＡ軸およびＢ軸の回転中心の交叉点とする。
つまり、図１において１つの回転軸のＡ軸および他の回転軸のＢ軸でテーブルが回転し、直線軸Ｘ，Ｙ，Ｚ軸で工具ヘッドが移動する機械を例に説明すると、速度指令とともにテーブル座標系で工具先端点経路が指令され、また回転軸に対する移動が指令される。図１では、工具先端点経路始点でのテーブル座標系をＸ１，Ｙ１で示し、工具先端点経路終点でのテーブル座標系をＸ２，Ｙ２で示し、回転軸はＡ軸のみ移動する状態を示している。テーブル座標系原点はＡ軸およびＢ軸の回転中心の交叉点とする。
図２ではテーブル座標系での工具先端点経路を示し、工具先端点経路始点位置を（Ｘｓ，Ｙｓ，Ｚｓ）、工具先端点経路終点位置を（Ｘｅ，Ｙｅ，Ｚｅ）で示している。テーブル座標系上で工具先端点経路は速度指令に基づいて補間され、工具先端点経路の補間位置情報が得られる。これがテーブル座標系上の工具先端点の位置である。また、回転軸もその移動指令に対して工具先端点経路の補間開始とともにその補間が開始され工具先端点経路の補間終了と共にその補間も終了するように補間されて回転軸の補間位置情報が得られる。
工具先端点経路の補間位置情報は回転軸の補間位置情報によって補正されて工具制御点位置となる。ここで、工具制御点位置は工具先端点位置から工具長補正ベクトル分離れている。そして、工具制御点位置つまり直線軸の補正された補間位置情報と回転軸の補間位置情報によって各軸のサーボを駆動する。この技術をテーブル回転型工具先端点制御と呼ぶ。
工具先端点経路の補間位置情報は回転軸の補間位置情報によって補正されて工具制御点位置となる。ここで、工具制御点位置は工具先端点位置から工具長補正ベクトル分離れている。そして、工具制御点位置つまり直線軸の補正された補間位置情報と回転軸の補間位置情報によって各軸のサーボを駆動する。この技術をテーブル回転型工具先端点制御と呼ぶ。
また、特許文献２には、直線移動軸のみで直線補間を行った場合の所定周期毎の分配移動量ΔＵを求め、その補間回数に応じて回転軸各軸の所定周期毎の分配移動量を求め、そのことにより、工具の角度を変化させながら加工を行う際に、与えられた指令移動速度で工具の先端を移動させる技術が開示されている。
これは、回転工具ヘッドを持つ機械において回転しない座標系（ここでは機械座標系）上で直線軸の工具先端点経路を指令し、その工具先端点経路を速度指令に基づいて補間して工具先端点経路の補間位置情報を得、回転軸の移動指令を補間して回転軸の補間位置情報を得、回転軸の補間位置情報に基づいて直線軸の補間位置情報を補正し、直線軸の補正された補間位置情報と、回転軸の補間位置情報に基づいて対応する各軸のサーボを駆動する技術である。
つまり、図３において１つの回転軸のＡ軸および他の回転軸のＣ軸で工具ヘッドが回転する機械を例に説明すると、指令速度とともに工具先端点経路が指令され、また回転軸に対する移動が指令される。図では工具先端点経路指令位置を（Ｘｓ，Ｙｓ，Ｚｓ）、工具先端点経路終点位置を（Ｘｅ，Ｙｅ，Ｚｅ）で示している。
工具先端点経路は速度指令に基づいて補間され、工具先端点経路の補間位置情報が得られる。これが工具先端点の位置である。また回転軸もその移動指令に対して工具先端点経路の補間開始とともにその補間が開始され工具先端点経路の補間終了とともにその補間も終了するように補間されて回転軸の補間位置情報が得られる。工具先端点経路の補間位置情報は回転軸の補間位置情報によって補正されて工具制御点位置となる。ここで、工具制御点位置はＡ軸とＣ軸の回転中心の交点である。工具制御点位置は工具先端点位置から工具長補正ベクトル分離れている。そして、工具制御点位置つまり直線軸の補正された補間位置情報と回転軸の補間位置情報によって各軸のサーボを駆動する。この技術を工具ヘッド回転型工具先端点制御と呼ぶ。
これは、回転工具ヘッドを持つ機械において回転しない座標系（ここでは機械座標系）上で直線軸の工具先端点経路を指令し、その工具先端点経路を速度指令に基づいて補間して工具先端点経路の補間位置情報を得、回転軸の移動指令を補間して回転軸の補間位置情報を得、回転軸の補間位置情報に基づいて直線軸の補間位置情報を補正し、直線軸の補正された補間位置情報と、回転軸の補間位置情報に基づいて対応する各軸のサーボを駆動する技術である。
つまり、図３において１つの回転軸のＡ軸および他の回転軸のＣ軸で工具ヘッドが回転する機械を例に説明すると、指令速度とともに工具先端点経路が指令され、また回転軸に対する移動が指令される。図では工具先端点経路指令位置を（Ｘｓ，Ｙｓ，Ｚｓ）、工具先端点経路終点位置を（Ｘｅ，Ｙｅ，Ｚｅ）で示している。
工具先端点経路は速度指令に基づいて補間され、工具先端点経路の補間位置情報が得られる。これが工具先端点の位置である。また回転軸もその移動指令に対して工具先端点経路の補間開始とともにその補間が開始され工具先端点経路の補間終了とともにその補間も終了するように補間されて回転軸の補間位置情報が得られる。工具先端点経路の補間位置情報は回転軸の補間位置情報によって補正されて工具制御点位置となる。ここで、工具制御点位置はＡ軸とＣ軸の回転中心の交点である。工具制御点位置は工具先端点位置から工具長補正ベクトル分離れている。そして、工具制御点位置つまり直線軸の補正された補間位置情報と回転軸の補間位置情報によって各軸のサーボを駆動する。この技術を工具ヘッド回転型工具先端点制御と呼ぶ。
これらテーブル回転型工具先端点制御、工具ヘッド回転型工具先端点制御、および後出の混合型加工機（テーブル、工具ヘッドともに回転する加工機）での工具先端点制御の技術を総じて工具先端点制御と呼ぶ。
ここでは、テーブル回転型工具先端点制御では１つの回転軸Ａ軸と他の回転軸Ｂ軸を持つ機械としたが、他の回転軸構成（Ａ，Ｃ軸やＢ，Ｃ軸）もある。また、回転軸は１軸のみの機械もある。同様に、工具ヘッド回転型工具先端点制御では１つの回転軸Ａ軸と他の回転軸Ｃ軸を持つ機械としたが、他の回転軸構成（Ａ，Ｂ軸やＢ，Ｃ軸）もある。また、回転軸は１軸のみの機械もある。混合型加工機での工具先端点制御も同様である。本発明はそのような他の構成の機械にも適用可能である。
ここでは、テーブル回転型工具先端点制御では１つの回転軸Ａ軸と他の回転軸Ｂ軸を持つ機械としたが、他の回転軸構成（Ａ，Ｃ軸やＢ，Ｃ軸）もある。また、回転軸は１軸のみの機械もある。同様に、工具ヘッド回転型工具先端点制御では１つの回転軸Ａ軸と他の回転軸Ｃ軸を持つ機械としたが、他の回転軸構成（Ａ，Ｂ軸やＢ，Ｃ軸）もある。また、回転軸は１軸のみの機械もある。混合型加工機での工具先端点制御も同様である。本発明はそのような他の構成の機械にも適用可能である。
背景技術の欄で説明した従来技術における速度の制御を説明する。数１式で指令ブロックにおける従来の工具先端点経路長Ｄｐを求める。テーブル回転型工具先端点制御の場合、工具先端点経路長Ｄｐは、テーブル座標系上の工具先端点経路の長さである。
工具先端点経路長Ｄｐを速度指令Ｆに基づいて補間するので、この工具先端点経路の補間にかかる時間Ｔは数２式により求められる。
この時間Ｔで回転軸も補間されるので、対応する回転軸Ａ軸の速度Ｆａ，Ｂ軸の速度ＦｂまたはＣ軸の速度Ｆｃは数３式のようになる。Ａｓ，Ａｅは工具先端点経路始点でのＡ軸の指令位置および工具先端点経路終点でのＡ軸の指令位置、Ｂｓ，Ｂｅは工具先端点経路始点でのＢ軸の指令位置および工具先端点経路終点でのＢ軸の指令位置、Ｃｓ，Ｃｅは工具先端点経路始点でのＣ軸の指令位置および工具先端点経路終点でのＣ軸の指令位置である。
例えば、図１、図３で示した動作はプログラム例１に記述される指令である。
＜プログラム例１＞
Ｎ００１ Ｇ９０ Ｘ１００．０ Ｙ１００．０ Ｚ０ Ａ −６０．０ Ｂ０（Ｃ０）；
Ｎ００２ Ｇ４３．４ ；
Ｎ００３ Ｘ２００．０ Ａ６０．０ Ｆ１００００ ；
・・・・・
ここでＧ４３．４は工具先端点制御開始のＧコードである。Ｂ０（Ｃ０）と記載しているのは、図１ではＢ軸０度の指令を意味し、図３ではＣ軸０度の指令を意味する。（後出のプログラム例２でも同様である。）この時、Ｎ００３のブロックにおいて、指令座標系（テーブル回転型工具先端点制御ではテーブル座標系、工具ヘッド回転型工具先端点制御では機械座標系）上での工具先端点経路長Ｄｐは１００．０ｍｍであるため、指令された速度指令（１００００ｍｍ／分）に対する数２式によって、工具先端点経路の補間にかかる時間Ｔは０．６秒となる。つまり、速度指令（１００００ｍｍ／分）で補間するとＮ００３のブロックは０．６秒で補間完了する。それに対応して回転軸のＡ軸は１２０度回転することになる。そのため、数３式のＦａの計算によってＡ軸は１２，０００度／分の高速で回転する必要が生じる。
＜プログラム例１＞
Ｎ００１ Ｇ９０ Ｘ１００．０ Ｙ１００．０ Ｚ０ Ａ −６０．０ Ｂ０（Ｃ０）；
Ｎ００２ Ｇ４３．４ ；
Ｎ００３ Ｘ２００．０ Ａ６０．０ Ｆ１００００ ；
・・・・・
ここでＧ４３．４は工具先端点制御開始のＧコードである。Ｂ０（Ｃ０）と記載しているのは、図１ではＢ軸０度の指令を意味し、図３ではＣ軸０度の指令を意味する。（後出のプログラム例２でも同様である。）この時、Ｎ００３のブロックにおいて、指令座標系（テーブル回転型工具先端点制御ではテーブル座標系、工具ヘッド回転型工具先端点制御では機械座標系）上での工具先端点経路長Ｄｐは１００．０ｍｍであるため、指令された速度指令（１００００ｍｍ／分）に対する数２式によって、工具先端点経路の補間にかかる時間Ｔは０．６秒となる。つまり、速度指令（１００００ｍｍ／分）で補間するとＮ００３のブロックは０．６秒で補間完了する。それに対応して回転軸のＡ軸は１２０度回転することになる。そのため、数３式のＦａの計算によってＡ軸は１２，０００度／分の高速で回転する必要が生じる。
しかし、そのような高速では回転軸は回転できないため、直線軸の動作に対して回転軸が追従することができず、加工誤差が生じたり、あるいは無理な速度で回転軸が動作しようとして機械の振動が発生したりサーボアラームになって加工が停止してしまう。
そこで本発明の目的は、回転軸も含めて安定な速度で工具を送ることが可能な、速度指令はワークと工具先端点の相対的移動距離と回転軸によるワークに対する工具方向の相対的変化による工具方向変化距離との合成距離に対応する合成速度とする合成速度制御部を有する数値制御装置を提供することである。
本願の請求項１に係る発明は、テーブルに取付けられたワーク（加工物）に対して少なくとも３軸の直線軸と少なくとも１軸の回転軸によって前記ワークに対する工具方向を相対的に変化させながら加工する多軸加工機を制御する数値制御装置において、ワークに対する工具先端点の経路である工具先端点経路を指令し、該工具先端点経路に沿って速度指令に基づいて移動しつつ加工を行う工具先端点制御において、前記速度指令は前記ワークと前記工具先端点の相対移動距離と前記回転軸による前記ワークに対する前記工具方向の相対的変化による工具方向変化距離との合成距離に対する合成速度とする合成速度制御部を備え、前記合成速度にしたがった速度指令に基づいた前記工具先端点制御によって前記直線軸位置と前記回転軸位置を補間する補間部と、前記補間部によって作成された前記直線軸位置と前記回転軸位置に前記直線軸と前記回転軸を駆動する数値制御装置である。
請求項２に係る発明は、前記回転軸はテーブルを回転する回転軸であり、前記工具方向変化距離を、後述する数５式により求めることを特徴とする請求項１に記載の数値制御装置である。
ただし、数５式において、
Ｄｒｔ：工具方向変化距離
ｒａ：Ａ軸（１つの回転軸）の回転中心から工具先端点までの距離
ｒｂ：Ｂ軸（他の回転軸）の回転中心から工具先端点までの距離
Δｒａ：シミュレーション周期毎のｒａの変化量
Δｒｂ：シミュレーション周期毎のｒｂの変化量
ｋａ：Δｒａの重み付け係数
ｋｂ：Δｒｂの重み付け係数
ΔＡ、ΔＢ：シミュレーション周期毎のＡ軸、Ｂ軸の変化量
、である。
ただし、数５式において、
Ｄｒｔ：工具方向変化距離
ｒａ：Ａ軸（１つの回転軸）の回転中心から工具先端点までの距離
ｒｂ：Ｂ軸（他の回転軸）の回転中心から工具先端点までの距離
Δｒａ：シミュレーション周期毎のｒａの変化量
Δｒｂ：シミュレーション周期毎のｒｂの変化量
ｋａ：Δｒａの重み付け係数
ｋｂ：Δｒｂの重み付け係数
ΔＡ、ΔＢ：シミュレーション周期毎のＡ軸、Ｂ軸の変化量
、である。
請求項３に係る発明は、前記回転軸はテーブルを回転する回転軸であり、前記工具方向変化距離を後述する数６式により求めることを特徴とする請求項１に記載の数値制御装置である。
ただし、数６式において、
Ｄｒｔ：工具方向変化距離
Ａｓ，Ｂｓ：工具先端点経路開始時のＡ軸（１つの回転軸）位置、Ｂ軸（他の回転軸）位置
Ａｅ，Ｂｅ：工具先端点経路終了時のＡ軸，Ｂ軸位置
ｒａｓ：工具先端点経路開始時のＡ軸位置ＡｓにおけるＡ軸の回転中心から工具先端点までの距離
ｒａｅ：工具先端点経路終了時のＡ軸位置ＡｅにおけるＡ軸の回転中心から工具先端点までの距離
ｒａｎ：当該ブロックにおけるＡ軸の回転中心から工具先端点までの距離を代表する値
ｒｂｓ：工具先端点経路開始時のＢ軸位置ＢｓにおけるＢ軸の回転中心から工具先端点までの距離
ｒｂｅ：工具先端点経路終了時のＢ軸位置ＢｅにおけるＢ軸の回転中心から工具先端点までの距離
ｒｂｎ：当該ブロックにおけるＢ軸の回転中心から工具先端点までの距離を代表する値
ｋａ：（ｒａｅ―ｒａｓ）の重み付け係数
ｋｂ：（ｒｂｅ―ｒｂｓ）の重み付け係数
、である。
ただし、数６式において、
Ｄｒｔ：工具方向変化距離
Ａｓ，Ｂｓ：工具先端点経路開始時のＡ軸（１つの回転軸）位置、Ｂ軸（他の回転軸）位置
Ａｅ，Ｂｅ：工具先端点経路終了時のＡ軸，Ｂ軸位置
ｒａｓ：工具先端点経路開始時のＡ軸位置ＡｓにおけるＡ軸の回転中心から工具先端点までの距離
ｒａｅ：工具先端点経路終了時のＡ軸位置ＡｅにおけるＡ軸の回転中心から工具先端点までの距離
ｒａｎ：当該ブロックにおけるＡ軸の回転中心から工具先端点までの距離を代表する値
ｒｂｓ：工具先端点経路開始時のＢ軸位置ＢｓにおけるＢ軸の回転中心から工具先端点までの距離
ｒｂｅ：工具先端点経路終了時のＢ軸位置ＢｅにおけるＢ軸の回転中心から工具先端点までの距離
ｒｂｎ：当該ブロックにおけるＢ軸の回転中心から工具先端点までの距離を代表する値
ｋａ：（ｒａｅ―ｒａｓ）の重み付け係数
ｋｂ：（ｒｂｅ―ｒｂｓ）の重み付け係数
、である。
請求項４に係る発明は、前記回転軸は工具ヘッドを回転する回転軸であり、前記工具方向変化距離を後述する数９式により求めることを特徴とする請求項１に記載の数値制御装置である。
ただし、数９式において、
Ｄｒｈ：工具方向変化距離
ｒａ：Ａ軸（１つの回転軸）の回転中心から工具先端点までの距離
ｒｃ：Ｃ軸（他の回転軸）の回転中心から工具先端点までの距離
Δｒｃ：シミュレーション周期毎のｒｃの変化量
ｋｃ＊Δｒｃの重み付け係数
ΔＡ、ΔＣ：シミュレーション周期毎のＡ軸、Ｃ軸の変化量
、である。
ただし、数９式において、
Ｄｒｈ：工具方向変化距離
ｒａ：Ａ軸（１つの回転軸）の回転中心から工具先端点までの距離
ｒｃ：Ｃ軸（他の回転軸）の回転中心から工具先端点までの距離
Δｒｃ：シミュレーション周期毎のｒｃの変化量
ｋｃ＊Δｒｃの重み付け係数
ΔＡ、ΔＣ：シミュレーション周期毎のＡ軸、Ｃ軸の変化量
、である。
請求項５に係る発明は、前記回転軸は工具ヘッドを回転する回転軸であり、前記工具方向変化距離を後述する数１０式により求めることを特徴とする請求項１に記載の数値制御装置である。
ただし、数１０式において、
Ｄｒｈ：工具方向変化距離
Ａｓ，Ｃｓ：工具先端点経路開始時のＡ軸（１つの回転軸）位置、Ｃ軸（他の回転軸）位置
Ａｅ，Ｃｅ：工具先端点経路終了時のＡ軸、Ｃ軸位置
ｒａ：Ａ軸の回転中心から工具先端点までの距離
ｒｃｓ：工具先端点経路開始時のＣ軸位置ＣｓにおけるＣ軸の回転中心から工具先端点までの距離
ｒｃｅ：工具先端点経路終了時のＣ軸位置ＣｅにおけるＣ軸の回転中心から工具先端点までの距離
ｒｃｎ：当該ブロックにおけるＣ軸の回転中心から工具先端点までの距離を代表する値
ｋｃ：（ｒｃｅ―ｒｃｓ）の重み付け係数
、である。
ただし、数１０式において、
Ｄｒｈ：工具方向変化距離
Ａｓ，Ｃｓ：工具先端点経路開始時のＡ軸（１つの回転軸）位置、Ｃ軸（他の回転軸）位置
Ａｅ，Ｃｅ：工具先端点経路終了時のＡ軸、Ｃ軸位置
ｒａ：Ａ軸の回転中心から工具先端点までの距離
ｒｃｓ：工具先端点経路開始時のＣ軸位置ＣｓにおけるＣ軸の回転中心から工具先端点までの距離
ｒｃｅ：工具先端点経路終了時のＣ軸位置ＣｅにおけるＣ軸の回転中心から工具先端点までの距離
ｒｃｎ：当該ブロックにおけるＣ軸の回転中心から工具先端点までの距離を代表する値
ｋｃ：（ｒｃｅ―ｒｃｓ）の重み付け係数
、である。
請求項６に係る発明は、前記回転軸はテーブルを回転する回転軸および工具ヘッドを回転する回転軸であり、前記工具方向変化距離を後述する数１１式または数１２式により求めることを特徴とする請求項１に記載の数値制御装置である。
ただし、数１１式、数１２式において、Ｄｒｔは、テーブル回転に対しＣ軸（テーブル回転軸）によって計算する工具方向変化距離であって、前記Ｄｒｔは、後述する数５式、あるいは、数６式によって求められ、Ｄｒｈは、工具ヘッド回転に対しＡ軸（工具ヘッド回転軸）によって計算する工具方向変化距離であって、前記Ｄｒｈは、後述する数９式、あるいは、数１０式によって求められる。
ただし、数１１式、数１２式において、Ｄｒｔは、テーブル回転に対しＣ軸（テーブル回転軸）によって計算する工具方向変化距離であって、前記Ｄｒｔは、後述する数５式、あるいは、数６式によって求められ、Ｄｒｈは、工具ヘッド回転に対しＡ軸（工具ヘッド回転軸）によって計算する工具方向変化距離であって、前記Ｄｒｈは、後述する数９式、あるいは、数１０式によって求められる。
請求項７に係る発明は、前記ｒａ，ｒａｓ，ｒａｅ，ｒａｎ，ｒｂ，ｒｂｓ，ｒｂｅ，ｒｂｎ，ｒｃ，ｒｃｓ，ｒｃｅ，またはｒｃｎは設定値、プログラム指令値、または定数値であることを特徴とする請求項２〜６のいずれか一つに記載の数値制御装置である。
本発明により、回転軸も含めて安定な速度で工具を送ることが可能な、速度指令はワークと工具先端点の相対的移動距離と回転軸によるワークに対する工具方向の相対的変化による工具方向変化距離との合成距離に対応する合成速度とする合成速度制御部を有する数値制御装置を提供できる。
本発明の数値制御装置によって、加工誤差や機械の振動やサーボアラーム発生などを防ぎ、工具先端点制御による精度の良い工具先端点での加工を行うことができる。
本発明の数値制御装置によって、加工誤差や機械の振動やサーボアラーム発生などを防ぎ、工具先端点制御による精度の良い工具先端点での加工を行うことができる。
以下、本発明の実施形態を図面と共に説明する。
本発明は、テーブルに取付けられたワーク（加工物）に対して少なくとも３軸の直線軸と少なくとも１軸の回転軸によって前記ワークに対する工具方向を相対的に変化させながら加工する多軸加工機を制御する数値制御装置での工具先端点制御において、速度指令は前記ワークと前記工具先端点の相対移動距離と前記回転軸による前記ワークに対する前記工具方向の相対的変化による工具方向変化距離との合成距離に対する合成速度とする数値制御装置である。
背景技術の欄、および、発明が解決しようとする課題の欄で記載したように、従来技術では工具先端点経路を速度指令に基づいて補間しそれに合わせて回転軸を補間する。そのため、回転軸の移動量に比べて工具先端点経路長が短いと補間時間も短くなり、その結果回転軸の速度が非常に速くなる場合がある。これは、速度指令において回転軸の移動量が考慮されていないためである。
本発明は、テーブルに取付けられたワーク（加工物）に対して少なくとも３軸の直線軸と少なくとも１軸の回転軸によって前記ワークに対する工具方向を相対的に変化させながら加工する多軸加工機を制御する数値制御装置での工具先端点制御において、速度指令は前記ワークと前記工具先端点の相対移動距離と前記回転軸による前記ワークに対する前記工具方向の相対的変化による工具方向変化距離との合成距離に対する合成速度とする数値制御装置である。
背景技術の欄、および、発明が解決しようとする課題の欄で記載したように、従来技術では工具先端点経路を速度指令に基づいて補間しそれに合わせて回転軸を補間する。そのため、回転軸の移動量に比べて工具先端点経路長が短いと補間時間も短くなり、その結果回転軸の速度が非常に速くなる場合がある。これは、速度指令において回転軸の移動量が考慮されていないためである。
そこで本発明では、数４式のように、工具先端点経路長をワークと工具先端点の相対移動距離（Ｄｐ）（従来技術における工具先端点経路長、数１式と同じ）と回転軸によるワークに対する工具方向の相対的変化による工具方向変化距離（Ｄｒ）との合成距離Ｄｍとして計算する。
ここでは、ＤｐとＤｒの平方和の平方根をＤｍ１とし、ＤｐとＤｒの加算値をＤｍ２とし、Ｄｍ１またはＤｍ２のどちらかがＤｍであるとしている。あるいはそれらの平均をＤｍとしてもよい。そして、速度指令Ｆに対して合成距離Ｄｍに対する合成速度としてＦｍを計算し、速度指令Ｆの代わりにＦｍを速度指令とする。このことにより、回転軸移動によってワークに対する工具方向が相対的に変化することによる工具の移動量を考慮した速度となる。Ｄｒの計算は後述する。
Ｆｍを速度指令として工具先端点制御によって直線軸位置と回転軸位置を補間し、補間によって作成された直線軸位置と回転軸位置に直線軸と回転軸を駆動する。この工具先端点制御による補間と各軸の駆動は従来技術であるのでここでは詳述しない。
＜実施形態１＞
図４に示されるようなテーブル回転型工具先端点制御において、Ａ軸の回転中心から工具先端点までの距離をｒａとし、Ｂ軸の回転中心から工具先端点までの距離をｒｂとする。通常、ｒａ，ｒｂは１ブロック内で変化する。
図５（ａ）はあるブロックでの工具先端点経路開始時のＡ軸位置Ａｓにおけるｒａをｒａｓとし、工具先端点経路終了時のＡ軸位置Ａｅにおけるｒａをｒａｅとしそのブロック内でｒａが変化するイメージを図示している。図５（ｂ）は同様に、工具先端点経路開始時のＢ軸位置Ｂｓにおけるｒｂをｒｂｓとし、工具先端点経路終了時のＢ軸位置Ｂｅにおけるｒｂをｒｂｅとしそのブロック内でｒｂが変化するイメージを図示している。
この時、数５式のＤｒｔを計算し、それをＤｒとする。
図４に示されるようなテーブル回転型工具先端点制御において、Ａ軸の回転中心から工具先端点までの距離をｒａとし、Ｂ軸の回転中心から工具先端点までの距離をｒｂとする。通常、ｒａ，ｒｂは１ブロック内で変化する。
図５（ａ）はあるブロックでの工具先端点経路開始時のＡ軸位置Ａｓにおけるｒａをｒａｓとし、工具先端点経路終了時のＡ軸位置Ａｅにおけるｒａをｒａｅとしそのブロック内でｒａが変化するイメージを図示している。図５（ｂ）は同様に、工具先端点経路開始時のＢ軸位置Ｂｓにおけるｒｂをｒｂｓとし、工具先端点経路終了時のＢ軸位置Ｂｅにおけるｒｂをｒｂｅとしそのブロック内でｒｂが変化するイメージを図示している。
この時、数５式のＤｒｔを計算し、それをＤｒとする。
数５式はブロックの補間開始前に行うシミュレーション計算である。Δｒａ，ΔｒｂはＤｒｔをシミュレーション計算するシミュレーション周期ごとのｒａ，ｒｂの変化量である。ｋａ，ｋｂはそれらを重み付けする重み付け係数である。通常はｋａ＝ｋｂ＝１とする。あるいは他の定数としてもよい。ｋａ＝ｋｂ＝０として後の項のみを有効として、回転軸動作のみから発生する工具方向変化距離としてもよい。また、ｋａ，ｋｂはｒａ，ｒｂの関数としてもよい。ｋａ，ｋｂについては実施形態２においても同様である。ΔＡ、ΔＢはシミュレーション周期ごとのＡ軸位置、Ｂ軸位置の変化量である。Σはそのブロックでの合計を示す。シミュレーション周期は補間周期としてもよいが、補間周期ごとの計算をシミュレーションとして行うことは処理時間がかかる。そのため、シミュレーション周期は補間周期を間引いて計算してもよい。例えば、補間周期が１ｍｓｅｃであれば、数５式のシミュレーション計算におけるシミュレーション周期は８ｍｓｅｃごととしてもよい。なお、ΔＡ、ΔＢはラジアン単位としている。回転軸が１軸のみの場合はその回転軸だけが計算の対象となる。この点は以降の実施形態においても同様である。
＜実施形態２＞
数５式に代えて、数６式のＤｒｔのように近似計算し、それをＤｒｔとしてもよい。
数５式に代えて、数６式のＤｒｔのように近似計算し、それをＤｒｔとしてもよい。
ｋａは（ｒａｅ―ｒａｓ）の、ｋｂは（ｒｂｅ―ｒｂｓ）の重み付け係数である。ｒａｎはそのブロックにおけるｒａを代表する値であり、ｒｂｎはそのブロックにおけるｒｂを代表する値である。それらを得るには数７式のようないろいろな方法がある。数７式に記載した１番目〜４番目の式によるｒａｎ，ｒｂｎはいろいろな方法の一部であり、他にも様々な方法が考えられる。数７式の４番目の式は１番目，２番目，３番目の式によるｒａｎおよびｒｂｎ値について、それらのうちのいずれかを選択することを意味する。なお、Ａｓ，Ａｅ，Ｂｓ，Ｂｅはラジアン単位としている。
＜実施形態３＞
プログラム例１の指令例に対して、実施形態２において、Ｄｍを数４式の２番目の式、ｒａｎ，ｒｂｎを数７式の３番目の式によるものとした場合の計算例を数８式に示す。数８式の５番目の式、６番目の式は、Ｂ軸回転中心から工具先端点までの距離として、テーブル座標系上の始点（１００，１００）および終点（２００，１００）に対してＡ軸回転によるマトリックスを乗算してそのＹ座標の絶対値とすることを意味する。ｋａ，ｋｂについては、ｋａ＝ｋｂ＝１としている。
プログラム例１の指令例に対して、実施形態２において、Ｄｍを数４式の２番目の式、ｒａｎ，ｒｂｎを数７式の３番目の式によるものとした場合の計算例を数８式に示す。数８式の５番目の式、６番目の式は、Ｂ軸回転中心から工具先端点までの距離として、テーブル座標系上の始点（１００，１００）および終点（２００，１００）に対してＡ軸回転によるマトリックスを乗算してそのＹ座標の絶対値とすることを意味する。ｋａ，ｋｂについては、ｋａ＝ｋｂ＝１としている。
このように、従来技術ではＦａが１２，０００度／分だったものが本発明の実施形態では２９７２度／分となり、より安定した速度となる。
＜実施形態４＞
実施形態１においてテーブル回転型工具先端制御を対象としたのと同様に、図３のような工具ヘッド回転型工具先端点制御の場合は、図６に示されるように、Ａ軸の回転中心から工具先端点までの距離をｒａ（工具先端点からＡ軸の回転中心までの距離）とし、工具先端点からＣ軸の回転中心までの距離をｒｃとする。通常、ｒｃは１ブロック内で変化し、ｒａは工具長補正量（工具先端点からＡ軸とＣ軸の回転中心の交点までの距離）であり一定である。
実施形態１においてテーブル回転型工具先端制御を対象としたのと同様に、図３のような工具ヘッド回転型工具先端点制御の場合は、図６に示されるように、Ａ軸の回転中心から工具先端点までの距離をｒａ（工具先端点からＡ軸の回転中心までの距離）とし、工具先端点からＣ軸の回転中心までの距離をｒｃとする。通常、ｒｃは１ブロック内で変化し、ｒａは工具長補正量（工具先端点からＡ軸とＣ軸の回転中心の交点までの距離）であり一定である。
工具ヘッド回転型工具先端点制御の場合は、数９式のＤｒｈを計算し、それをＤｒとする。
数９式は数５式と同様、ブロックの補間開始前に行うシミュレーション計算である。ΔｒｃはＤｒｈをシミュレーション計算するシミュレーション周期ごとのｒｃの変化量である。ｋｃはΔｒｃを重み付けする重み付け係数である。通常はｋｃ＝０とする。ｋｃは、ｋｃ＝１などの定数とするか、ｒａ，ｒｃの関数としてもよい。ｋｃについては実施形態５においても同様である。ΔＡ、ΔＣはシミュレーション周期ごとのＡ軸位置、Ｃ軸位置の変化量である。Σはそのブロックでの合計を示す。シミュレーション周期などについては数５式と同様である。
＜実施形態５＞
実施形態２がテーブル回転型工具先端点制御を対象にしたの同様に図３のような工具ヘッド回転型工具先端点制御の場合、数１０式のＤｒｈを計算しそれをＤｒとする。あるブロックでの工具先端点経路開始時のＡ軸位置Ａｓと工具先端点経路終了時のＡ軸位置Ａｅにおけるｒａ（工具先端点からＡ軸の回転中心までの距離）は工具長補正量であり一定である。あるブロックでの工具先端点経路開始時のＣ軸位置Ｃｓにおけるｒｃ（工具先端点からＣ軸の回転中心までの距離）をｒｃｓとし、工具先端点経路終了時のＣ軸位置Ｃｅにおけるｒｃをｒｃｅとする。ｒｃｎの求め方は数７式と同様である。ｋｃは（ｒｃｅ―ｒｃｓ）の重み付け係数である。
実施形態２がテーブル回転型工具先端点制御を対象にしたの同様に図３のような工具ヘッド回転型工具先端点制御の場合、数１０式のＤｒｈを計算しそれをＤｒとする。あるブロックでの工具先端点経路開始時のＡ軸位置Ａｓと工具先端点経路終了時のＡ軸位置Ａｅにおけるｒａ（工具先端点からＡ軸の回転中心までの距離）は工具長補正量であり一定である。あるブロックでの工具先端点経路開始時のＣ軸位置Ｃｓにおけるｒｃ（工具先端点からＣ軸の回転中心までの距離）をｒｃｓとし、工具先端点経路終了時のＣ軸位置Ｃｅにおけるｒｃをｒｃｅとする。ｒｃｎの求め方は数７式と同様である。ｋｃは（ｒｃｅ―ｒｃｓ）の重み付け係数である。
なお、実施形態１〜実施形態５において、工具ヘッド回転型工具先端点制御、テーブル回転型工具先端点制御とも、ｒａ，ｒａｓ，ｒａｅ，ｒａｎ，ｒｂ，ｒｂｓ，ｒｂｅ，ｒｂｎ，ｒｃ，ｒｃｓ，ｒｃｅ，またはｒｃｎは、パラメータなどの設定値としてもよい。あるいは、それらはプログラム指令値としてもよい。プログラム例２では、Ｎ００３ブロックでｒａｎとしてＲＡＮ１８２．０を指令している。あるいは、それらは、０、１、１０や（１８０／π）などの定数値としてもよい。ｒａ，ｒａｓ，ｒａｅ，ｒａｎ，ｒｂ，ｒｂｓ，ｒｂｅ，ｒｂｎ，ｒｃ，ｒｃｓ，ｒｃｅ，またはｒｃｎが０の場合は対応する項は計算しないことを示す。したがって、実施形態１〜実施形態５において重要度の低い項は、ｒａ，ｒａｓ，ｒａｅ，ｒａｎ，ｒｂ，ｒｂｓ，ｒｂｅ，ｒｂｎ，ｒｃ，ｒｃｓ，ｒｃｅ，またはｒｃｎを０とすることによって計算を省略することも可能である。
＜プログラム例２＞
Ｎ００１ Ｇ９０ Ｘ１００．０ Ｙ１００．０ Ｚ０ Ａ―６０．０ Ｂ０（Ｃ０） ；
Ｎ００２ Ｇ４３．４ ；
Ｎ００３ Ｘ２００．０ Ａ６０．０ Ｆ１００００ ＲＡＮ１８２．０
・・・・
＜プログラム例２＞
Ｎ００１ Ｇ９０ Ｘ１００．０ Ｙ１００．０ Ｚ０ Ａ―６０．０ Ｂ０（Ｃ０） ；
Ｎ００２ Ｇ４３．４ ；
Ｎ００３ Ｘ２００．０ Ａ６０．０ Ｆ１００００ ＲＡＮ１８２．０
・・・・
＜実施形態６＞
図７に示されるように、回転軸を２軸持ち、１軸はテーブルを回転し、１軸は工具ヘッドを回転する混合型加工機と呼ばれる機械がある。ここでは、テーブル回転軸がＣ軸であり、工具ヘッド回転軸がＡ軸である。このような機械の場合は、数１１式のようにＤｒｍを計算し、それをＤｒとする。つまり、実施形態１または実施形態２のようにテーブル回転に対しＣ軸によって計算するＤｒｔと、実施形態４または実施形態５のように工具ヘッド回転に対しＡ軸によって計算するＤｒｈを合成しＤｒとする。あるいは、数１２式のようにＤｒｍはＤｒｔとＤｒｈの加算としてもよい。
図７に示されるように、回転軸を２軸持ち、１軸はテーブルを回転し、１軸は工具ヘッドを回転する混合型加工機と呼ばれる機械がある。ここでは、テーブル回転軸がＣ軸であり、工具ヘッド回転軸がＡ軸である。このような機械の場合は、数１１式のようにＤｒｍを計算し、それをＤｒとする。つまり、実施形態１または実施形態２のようにテーブル回転に対しＣ軸によって計算するＤｒｔと、実施形態４または実施形態５のように工具ヘッド回転に対しＡ軸によって計算するＤｒｈを合成しＤｒとする。あるいは、数１２式のようにＤｒｍはＤｒｔとＤｒｈの加算としてもよい。
図８に示すように、本発明に係る数値制御装置は、プログラム指令解析部２でプログラム指令を読み取り解析し、その解析結果に基づいて補間部６にて補間を行い、補間の結果にしたがって各軸のサーボ８Ｘ，８Ｙ，８Ｚ，８Ａ，８Ｂ（Ｃ）を駆動する。本発明に係る合成速度制御部４はプログラム指令解析部２に属する。
図９は、テーブル回転型工具先端点制御による実施形態２における合成速度制御部のフローチャートを示す。以下、各ステップにしたがって説明する。
●［ステップＳＡ０１］数７式によりｒａｎ，ｒｂｎを計算する。
●［ステップＳＡ０２］数６式によりＤｒｔを計算しＤｒとする。
●［ステップＳＡ０３］数４式によりＤｐ，Ｄｍ，Ｆｍを計算し、Ｆｍを速度指令とし、処理を終了する。
●［ステップＳＡ０１］数７式によりｒａｎ，ｒｂｎを計算する。
●［ステップＳＡ０２］数６式によりＤｒｔを計算しＤｒとする。
●［ステップＳＡ０３］数４式によりＤｐ，Ｄｍ，Ｆｍを計算し、Ｆｍを速度指令とし、処理を終了する。
図１０は、本発明の実施形態の数値制御装置１０のハードウェアを示すブロック図である。プロセッサ（ＣＰＵ）１１は、数値制御装置１０を全体的に制御するプロセッサであり、バス２０を介してＲＯＭ１２に格納されたシステムプログラムを読み出し、このシステムプログラムに従って、数値制御装置１０を全体的に制御する。ＲＡＭ１３には一時的な計算データや表示データおよび表示器／ＭＤＩユニット７０を介してオペレータが入力した各種データ等が格納される。ＳＲＡＭ１４は不揮発性メモリとして構成され、インタフェース１５を介して読み込まれる加工プログラムや表示器／ＭＤＩユニット７０を介して入力された加工プログラム等が記憶されるようになっている。また、ＲＯＭ１２には、加工プログラムの作成および編集のために必要とされる編集モードの処理や自動運転のための再生モードの処理を実施するための各種のシステムプログラムが予め書き込まれている。
インタフェース１５は数値制御装置１０に接続可能な外部機器（図示せず）のためのインタフェースである。例えば、外部記憶装置などの外部機器が接続される。ＰＭＣ（プログラマブル・マシン・コントローラ）１６は、数値制御装置１０に内蔵されたシーケンスプログラムで工作機械の補助装置、例えば、工具交換用のロボットハンド等といったアクチュエータを制御する。即ち、加工プログラムで指令されたＭ機能、Ｓ機能およびＴ機能に従って、これらシーケンスプログラムにより補助装置側で必要な信号に変換し、Ｉ／Ｏユニット１７から補助装置側に出力する。この出力信号により各種アクチュエータ等の補助装置が作動する。また、工作機械本体や補助装置側のリミットスイッチおよび工作機械本体に配備された操作盤の各種スイッチ等の信号を受け、必要な処理をして、プロセッサ１１に渡す。
工作機械の現在位置，アラーム、パラメータ，画像データ等の信号は表示器／ＭＤＩユニット７０に送られ、そのディスプレイに表示される。表示器／ＭＤＩユニット７０は、ディスプレイやキーボード等を備えた手動データ入力装置であり、インタフェース１８は表示器／ＭＤＩユニット７０のキーボードからのデータを受けてプロセッサ１１に渡す。インタフェース１９は操作盤７１に設けられた手動パルス発生器（図示せず）に接続される。手動パルス発生器は、手動操作に基づく分配パルスによる各軸制御で工作機械の可動部を精密に位置決めするために使用される。
軸制御回路３０〜３４はプロセッサ１１からの各軸の移動指令を受けて、各軸の指令をサーボアンプ４０〜４４に出力する。サーボアンプ４０〜４４はこの指令を受けて、工作機械各軸のサーボモータ５０〜５４を駆動する。この場合、サーボモータ５０，５１，５２の各々は直線軸Ｘ，Ｙ，Ｚの駆動に用いられ、また、サーボモータ５３，５４の各々は回転軸Ｂ（Ａ）軸，Ｃ軸の駆動に用いられる。
軸制御回路３０〜３４はプロセッサ１１からの各軸の移動指令を受けて、各軸の指令をサーボアンプ４０〜４４に出力する。サーボアンプ４０〜４４はこの指令を受けて、工作機械各軸のサーボモータ５０〜５４を駆動する。この場合、サーボモータ５０，５１，５２の各々は直線軸Ｘ，Ｙ，Ｚの駆動に用いられ、また、サーボモータ５３，５４の各々は回転軸Ｂ（Ａ）軸，Ｃ軸の駆動に用いられる。
各軸のサーボモータ５０〜５４には位置検出用の検出装置が内蔵されている。この位置検出装置からの位置検出信号がパルス列として各軸の軸制御回路３０〜３４にパルス列としてフィードバックされる。場合によっては、位置検出装置としてリニアスケールが使用される。また、このパルス列を周波数／速度変換することにより、速度信号を生成することができる。図１０では位置信号のフィードバックおよび速度フィードバックの説明は省略している。
スピンドル制御回路６０は工作機械への主軸回転指令を受け、スピンドルアンプ６１にスピンドル速度信号を出力する。スピンドルアンプ６１はこのスピンドル速度信号を受けて、工作機械の主軸モータ６２を指令された切削回転速度で回転させる。主軸モータ６２にはポジションコーダ６３が接続され、ポジションコーダ６３が主軸の回転に同期してフィードバックパルスを出力し、そのフィードバックパルスはスピンドル軸制御回路６０にフィードバックされる。
スピンドル制御回路６０は工作機械への主軸回転指令を受け、スピンドルアンプ６１にスピンドル速度信号を出力する。スピンドルアンプ６１はこのスピンドル速度信号を受けて、工作機械の主軸モータ６２を指令された切削回転速度で回転させる。主軸モータ６２にはポジションコーダ６３が接続され、ポジションコーダ６３が主軸の回転に同期してフィードバックパルスを出力し、そのフィードバックパルスはスピンドル軸制御回路６０にフィードバックされる。
上述した本発明の実施形態において、工具先端点制御中の工具先端点経路の指令は直線補間指令としてきたが、円弧補間その他の曲線補間においても各実施形態と同様にワークと工具先端点の相対移動距離と回転軸によるワークに対する工具方向の相対的変化による工具方向変化距離との合成距離に対する合成速度を計算することによって、本発明は直線補間以外の曲線補間に対しても同様に適用可能である。
上述したように、本発明は、取付けられたワーク（被加工物）に対して少なくとも３軸の直線軸と少なくとも１軸の回転軸によって加工する多軸加工機を制御する数値制御装置における、工具先端点経路を指令してその工具先端点経路を速度指令に基づいて加工する工具先端点制御において、速度指令は前記ワークと工具先端点の相対移動距離と回転軸によるワークに対する工具方向の相対的変化による工具方向変化距離との合成距離に対する合成速度とする合成速度制御部を特徴とする。
これによって、回転軸も含めて安定な速度で工具を送ることが可能となり、その結果、加工誤差や機械の振動やサーボアラーム発生などを防ぎ、工具先端点制御による精度の良い工具先端点点での加工を行うことができる。
上述したように、本発明は、取付けられたワーク（被加工物）に対して少なくとも３軸の直線軸と少なくとも１軸の回転軸によって加工する多軸加工機を制御する数値制御装置における、工具先端点経路を指令してその工具先端点経路を速度指令に基づいて加工する工具先端点制御において、速度指令は前記ワークと工具先端点の相対移動距離と回転軸によるワークに対する工具方向の相対的変化による工具方向変化距離との合成距離に対する合成速度とする合成速度制御部を特徴とする。
これによって、回転軸も含めて安定な速度で工具を送ることが可能となり、その結果、加工誤差や機械の振動やサーボアラーム発生などを防ぎ、工具先端点制御による精度の良い工具先端点点での加工を行うことができる。
２ プログラム指令解析部
４ 合成速度制御部
６ 補間部
８Ｘ Ｘ軸サーボ
８Ｙ Ｙ軸サーボ
８Ｚ Ｚ軸サーボ
８Ａ Ａ軸サーボ
８Ｂ（Ｃ） Ｂ（Ｃ）軸サーボ
４ 合成速度制御部
６ 補間部
８Ｘ Ｘ軸サーボ
８Ｙ Ｙ軸サーボ
８Ｚ Ｚ軸サーボ
８Ａ Ａ軸サーボ
８Ｂ（Ｃ） Ｂ（Ｃ）軸サーボ
Claims (7)
- テーブルに取付けられたワーク（加工物）に対して少なくとも３軸の直線軸と少なくとも１軸の回転軸によって前記ワークに対する工具方向を相対的に変化させながら加工する多軸加工機を制御する数値制御装置において、
ワークに対する工具先端点の経路である工具先端点経路を指令し、該工具先端点経路に沿って速度指令に基づいて移動しつつ加工を行う工具先端点制御において、
前記速度指令は前記ワークと前記工具先端点の相対移動距離と前記回転軸による前記ワークに対する前記工具方向の相対的変化による工具方向変化距離との合成距離に対する合成速度とする合成速度制御部を備え、
前記合成速度にしたがった速度指令に基づいた前記工具先端点制御によって前記直線軸位置と前記回転軸位置を補間する補間部と、
前記補間部によって作成された前記直線軸位置と前記回転軸位置に前記直線軸と前記回転軸を駆動する数値制御装置。 - 前記回転軸はテーブルを回転する回転軸であり、前記工具方向変化距離を、
Ｄｒｔ：工具方向変化距離
ｒａ：Ａ軸（１つの回転軸）の回転中心から工具先端点までの距離
ｒｂ：Ｂ軸（他の回転軸）の回転中心から工具先端点までの距離
Δｒａ：シミュレーション周期毎のｒａの変化量
Δｒｂ：シミュレーション周期毎のｒｂの変化量
ｋａ：Δｒａの重み付け係数
ｋｂ：Δｒｂの重み付け係数
ΔＡ、ΔＢ：シミュレーション周期毎のＡ軸、Ｂ軸の変化量
、により求めることを特徴とする請求項１に記載の数値制御装置。 - 前記回転軸はテーブルを回転する回転軸であり、前記工具方向変化距離を
Ｄｒｔ：工具方向変化距離
Ａｓ，Ｂｓ：工具先端点経路開始時のＡ軸（１つの回転軸）位置、Ｂ軸（他の回転軸）位置
Ａｅ，Ｂｅ：工具先端点経路終了時のＡ軸，Ｂ軸位置
ｒａｓ：工具先端点経路開始時のＡ軸位置ＡｓにおけるＡ軸の回転中心から工具先端点までの距離
ｒａｅ：工具先端点経路終了時のＡ軸位置ＡｅにおけるＡ軸の回転中心から工具先端点までの距離
ｒａｎ：当該ブロックにおけるＡ軸の回転中心から工具先端点までの距離を代表する値
ｒｂｓ：工具先端点経路開始時のＢ軸位置ＢｓにおけるＢ軸の回転中心から工具先端点までの距離
ｒｂｅ：工具先端点経路終了時のＢ軸位置ＢｅにおけるＢ軸の回転中心から工具先端点までの距離
ｒｂｎ：当該ブロックにおけるＢ軸の回転中心から工具先端点までの距離を代表する値
ｋａ：（ｒａｅ−ｒａｓ）の重み付け係数
ｋｂ：（ｒｂｅ−ｒｂｓ）の重み付け係数
、により求めることを特徴とする請求項１に記載の数値制御装置。 - 前記回転軸は工具ヘッドを回転する回転軸であり、前記工具方向変化距離を
Ｄｒｈ：工具方向変化距離
ｒａ：Ａ軸（１つの回転軸）の回転中心から工具先端点までの距離
ｒｃ：Ｃ軸（他の回転軸）の回転中心から工具先端点までの距離
Δｒｃ：シミュレーション周期毎のｒｃの変化量
ｋｃ：Δｒｃの重み付け係数
ΔＡ、ΔＣ：シミュレーション周期毎のＡ軸、Ｃ軸の変化量
、により求めることを特徴とする請求項１に記載の数値制御装置。 - 前記回転軸は工具ヘッドを回転する回転軸であり、前記工具方向変化距離を
Ｄｒｈ：工具方向変化距離
Ａｓ，Ｃｓ：工具先端点経路開始時のＡ軸（１つの回転軸）位置、Ｃ軸（他の回転軸）位置
Ａｅ，Ｃｅ：工具先端点経路終了時のＡ軸、Ｃ軸位置
ｒａ：Ａ軸の回転中心から工具先端点までの距離
ｒｃｓ：工具先端点経路開始時のＣ軸位置ＣｓにおけるＣ軸の回転中心から工具先端点までの距離
ｒｃｅ：工具先端点経路終了時のＣ軸位置ＣｅにおけるＣ軸の回転中心から工具先端点までの距離
ｒｃｎ：当該ブロックにおけるＣ軸の回転中心から工具先端点までの距離を代表する値
ｋｃ：（ｒｃｅ―ｒｃｓ）の重み付け係数
、により求めることを特徴とする請求項１に記載の数値制御装置。 - 前記回転軸はテーブルを回転する回転軸および工具ヘッドを回転する回転軸であり、前記工具方向変化距離を
Ｄｒｔは、テーブル回転に対しＣ軸（テーブル回転軸）によって計算する工具方向変化距離であって、
前記Ｄｒｔは、
Ｄｒｔ：工具方向変化距離
ｒａ：Ａ軸（１つの回転軸）の回転中心から工具先端点までの距離
ｒｂ：Ｂ軸（他の回転軸）の回転中心から工具先端点までの距離
Δｒａ：シミュレーション周期毎のｒａの変化量
Δｒｂ：シミュレーション周期毎のｒｂの変化量
ｋａ：Δｒａの重み付け係数
ｋｂ：Δｒｂの重み付け係数
ΔＡ、ΔＢ：シミュレーション周期毎のＡ軸、Ｂ軸の変化量
、によって求められるか、あるいは、
Ｄｒｔ：工具方向変化距離
Ａｓ，Ｂｓ：工具先端点経路開始時のＡ軸（１つの回転軸）位置、Ｂ軸（他の回転軸）位置
Ａｅ，Ｂｅ：工具先端点経路終了時のＡ軸，Ｂ軸位置
ｒａｓ：工具先端点経路開始時のＡ軸位置ＡｓにおけるＡ軸の回転中心から工具先端点までの距離
ｒａｅ：工具先端点経路終了時のＡ軸位置ＡｅにおけるＡ軸の回転中心から工具先端点までの距離
ｒａｎ：当該ブロックにおけるＡ軸の回転中心から工具先端点までの距離を代表する値
ｒｂｓ：工具先端点経路開始時のＢ軸位置ＢｓにおけるＢ軸の回転中心から工具先端点までの距離
ｒｂｅ：工具先端点経路終了時のＢ軸位置ＢｅにおけるＢ軸の回転中心から工具先端点までの距離
ｒｂｎ：当該ブロックにおけるＢ軸の回転中心から工具先端点までの距離を代表する値
ｋａ：（ｒａｅ−ｒａｓ）の重み付け係数
ｋｂ：（ｒｂｅ−ｒｂｓ）の重み付け係数
、によって求められ、
前記Ｄｒｈは、
Ｄｒｈ：工具方向変化距離
ｒａ：Ａ軸（１つの回転軸）の回転中心から工具先端点までの距離
ｒｃ：Ｃ軸（他の回転軸）の回転中心から工具先端点までの距離
Δｒｃ：シミュレーション周期毎のｒｃの変化量
ｋｃ：Δｒｃの重み付け係数
ΔＡ、ΔＣ：シミュレーション周期毎のＡ軸、Ｃ軸の変化量
、により求められるか、あるいは、
Ｄｒｈ：工具方向変化距離
Ａｓ，Ｃｓ：工具先端点経路開始時のＡ軸（１つの回転軸）位置、Ｃ軸（他の回転軸）位置
Ａｅ，Ｃｅ：工具先端点経路終了時のＡ軸、Ｃ軸位置
ｒａ：Ａ軸の回転中心から工具先端点までの距離
ｒｃｓ：工具先端点経路開始時のＣ軸位置ＣｓにおけるＣ軸の回転中心から工具先端点までの距離
ｒｃｅ：工具先端点経路終了時のＣ軸位置ＣｅにおけるＣ軸の回転中心から工具先端点までの距離
ｒｃｎ：当該ブロックにおけるＣ軸の回転中心から工具先端点までの距離を代表する値
ｋｃ：（ｒｃｅ―ｒｃｓ）の重み付け係数
、により求めることを特徴とする請求項１に記載の数値制御装置。 - 前記ｒａ，ｒａｓ，ｒａｅ，ｒａｎ，ｒｂ，ｒｂｓ，ｒｂｅ，ｒｂｎ，ｒｃ，ｒｃｓ，ｒｃｅ，またはｒｃｎは設定値、プログラム指令値、または定数値であることを特徴とする請求項２〜６のいずれか一つに記載の数値制御装置。
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